KR20160068397A

KR20160068397A - 자동차 부품의 자동화 시스템

Info

Publication number: KR20160068397A
Application number: KR1020140174071A
Authority: KR
Inventors: 박원우; 박진호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-15
Also published as: KR102213146B1

Abstract

본 발명은 자동차 부품의 자동화시스템에 관한 것으로, 지그에 안착된 부품을 가공하는 머시닝 센터; 상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사한 공기 압력을 통해 이물질이 있는지 감지하는 공기분사장치, 및 상기 머시닝 센터의 지그에 부품을 안착시키는 한편, 가공된 부품을 컨베이어로 이송하는 다관절 로봇을 포함하며, 상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 분사한 공기압력이 떨어지면 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하고, 상기 다관절 로봇은 상기 지그에 안착된 부품을 설정된 장소로 이동시키는 한편, 공기분사용 그리퍼로 상기 지그의 표면에 공기를 분사하여 이물질을 제거한다.

Description

자동차 부품의 자동화 시스템{AUTOMATED SYSTEM OF AUTOMOBILE PART}

본 발명은 자동차 부품의 자동화 시스템에 관한 것으로서, 특히 가공된 부품을 이송하는 다관절 로봇을 이용하여 머시닝 센터의 지그에 유입된 이물질을 자동으로 제거하는 자동차 부품의 자동화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 수많은 부재와 부품들이 용접과 볼팅 등의 방법에 의해 유기적으로 조립되어 생산되게 되는데, 생산성 향상을 위해서 각 파트별로 모듈화된 부품들을 조립하여 완성 자동차를 생산한다. 이 과정에서 체결 공구를 구비한 다관절 로봇 및 조립작업용 컨베이어를 이용하여 각 모듈을 생산 및 조립하는 방식이 일반화되고 있다.

한편, 자동차의 엔진 가공라인은 부품을 머시닝 센터를 이용하여 가공한 후 가공된 부품을 다관절 로봇을 이용하여 컨베이어로 이동시키고, 컨베이어는 이동한 부품을 설정된 장소로 이송시키는 자동차 부품의 자동화시스템을 포함한다.

종래기술에 따른 자동차 부품의 자동화시스템은 머시닝 센터의 지그에 부품이 안착되는데, 이때 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하여 이물질이 있는지 확인한다. 즉, 공기의 누설 여부에 따라 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있는지 확인하며, 이물질이 있을 경우 경고 알림을 발생시키고, 작업자는 경고 알림을 듣고 수동작업으로 지그와 부품 사이의 이물질을 제거하며, 이에 작업 효율성과 연속성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품을 이송하는 다관절 로봇을 이용하여 지그와 부분 사이에 유입된 이물질을 자동으로 제거하며, 이에 작업의 효율성과 연속성을 향상시킨 자동차 부품의 자동화시스템을 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화시스템은 지그에 안착된 부품을 가공하는 머시닝 센터; 상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사한 공기 압력을 통해 이물질이 있는지 감지하는 공기분사장치, 및 상기 머시닝 센터의 지그에 부품을 안착시키는 한편, 가공된 부품을 컨베이어로 이송하는 다관절 로봇을 포함하며, 상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 분사한 공기압력이 떨어지면 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하고, 상기 다관절 로봇은 상기 지그에 안착된 부품을 설정된 장소로 이동시키는 한편, 공기분사용 그리퍼로 상기 지그의 표면에 공기를 분사하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기분사장치는 상기 지그의 표면을 통해 상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하는 공기분사부재와, 상기 공기분사부재를 통해 분사되는 공기의 압력을 측정하는 공기압력센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있으며, 이물질에 의해 형성된 상기 지그와 상기 부품 사이의 틈새로 공기분사부재로부터 분사된 공기가 누출되면서 공기압력이 떨어지고, 상기 공기압력센서가 이를 감지하여 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기압력센서는 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송함과 동시에 스피커를 통해 경고 알림을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 다관절 로봇은 부품 이송용 그리퍼로 상기 지그에 안착된 부품을 파지한 다음 설정된 장소로 이동시키고, 상기 부품 이송용 그리퍼에서 공기분사용 그리퍼로 교체장착한 후 상기 공기분사용 그리퍼를 통해 상기 머시닝 센터의 지그의 상면에 분사하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화시스템을 통한 자동화방법은 다관절 로봇이 가공이 필요한 부품을 파지한 다음 머시닝 센터에 구비된 지그에 안착시키는 부품 가공 준비단계; 상기 지그와 상기 부품의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사된 공기의 압력 변화를 통해 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있는지 감지하는 이물질 감지 및 제거단계; 상기 머시닝 센터를 통해 상기 지그에 안착된 부품을 가공하는 부품 가공단계; 및 상기 머시닝 센터에 의해 가공이 완료된 부품을 다관절 로봇이 파지한 다음 컨베이어로 이송하는 부품 가공 완료단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다관절 로봇은 부품 이송용 그리퍼로 상기 지그에 안착된 부품을 파지한 다음 설정된 장소로 이동시키고, 상기 부품 이송용 그리퍼에서 공기분사용 그리퍼로 교체장착한 후 상기 공기분사용 그리퍼를 통해 상기 머시닝 센터의 지그의 상면에 분사하여 이물질을 제거하며, 상기 공기분사용 그리퍼에서 상기 부품 이송용 그리퍼로 교체장착한 후 부품을 다시 지그에 안착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 부품을 이송하는 다관절 로봇을 이용함으로써 머시닝 센터의 지그에 유입된 이물질을 자동으로 제거할 수 있으며, 이에 작업의 효율성, 가공성 및 연속성을 높일 수 있다. 특히 별도의 추가 장비가 필요 없어 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화 시스템의 부분 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 공기분사장치를 도시한 도면.
도 4는 자동차 부품의 자동화방법을 도시한 순서도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화시스템은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 길이방향으로 다수개가 구비되고 공구를 통해 지그(111)에 안착된 부품(10)을 가공하는 머시닝 센터(110), 다수개의 머시닝 센터(110)를 통과하도록 연결되는 이송라인(150), 이송라인(150)에 장착되고 이송라인(150)을 따라 이동하면서 머시닝 센터(110)의 지그(111)에 가공이 필요한 부품(10)을 안착시키거나 또는 가공이 완료된 부품(10)을 컨베이어(140)로 이송시키는 다관절 로봇(120)을 포함한다.

여기서 머시닝 센터(110)는 산업현장에서 널리 사용하는 NC 또는 CNC머신으로, 공구를 통해 부품을 절삭하거나 또는 연삭하는 장치이다.

즉, 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화시스템은 다관절 로봇(120)에 의해 머시닝 센터(110)의 지그(111)에 부품(10)이 안착하고, 클램프(112)를 통해 부품(10)을 지그(111)에 고정한다. 이와 같은 상태에서 머시닝 센터(110)가 작동하면서 부품을 가공하고, 부품의 가공이 완료되면 다관절 로봇(120)이 가공된 부품(10)을 파지한 후 이송라인(140)을 따라 이동하여 컨베이어(140)에 추출하며, 컨베이어(130)에 의해 부품(10)을 별도의 장소로 이동시킨다.

여기서 다관절 로봇(120)에는 부품(10)을 파지하는 부품이송용 그리퍼(121)가 장착되며, 이 부품이송용 그리퍼(121)를 통해 부품(10)을 안정적으로 파지하거나 또는 내려놓을 수 있다.

한편, 머시닝센서(110)의 지그(111) 표면에 칩 등의 이물질이 유입된 상태로 부품(10)이 안착될 경우 이물질에 의해 부품(10)의 일측이 들려지면서 위치 오차가 발생하며, 오차가 발생한 상태로 부품(10)을 가공할 경우 가공정밀도가 떨어지는 문제가 있다.

이에, 본 발명에 따른 자동차용 자동화시스템은 지그(111)에 부품(10)이 안착된 후 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 공기를 분사하여 이물질이 있는지 확인하는 공기분사장치(130)를 포함한다.

공기분사장치(130)는 머시닝 센터(110)의 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 분사한 공기가 외부로 누출되면서 발생하는 공기압력의 변화를 통해 이물질이 있는지 확인하고, 다관절 로봇(120)에 이상신호를 전송한다.

그리고 다관절 로봇(120)은 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 지그(111)에 안착된 부품(10)을 설정된 장소로 이동시키는 한편, 공기분사용 그리퍼(122)로 지그(111)의 표면(부품이 안착되는 면)에 공기를 분사하여 이물질을 제거하고, 다시 설정된 장소로 이동시킨 부품(10)을 지그(111)에 안착시킨다.

더욱 상세히 설명하면, 공기분사장치(130)는 지그(111)의 표면을 관통하여 지그(111)와 부품(10)의 밀착면, 즉 도 2에서 보았을 때 부품(10)의 바닥면에 공기를 분사하는 공기분사부재(131)와, 공기분사부재(131)를 통해 분사되는 공기의 압력을 측정하는 공기압력센서(132)를 포함한다.

즉, 공기분사장치(130)는 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 이물질이 없으면, 공기분사부재(131)를 통해 분사되는 공기가 지그(111)와 부품(10)의 밀착력에 의해 일정한 압력을 유지한 상태로 외부로 누출되지만, 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 이물질이 있으면, 이물질에 의해 형성된 지그(111)와 부품(10) 사이의 틈새로 공기가 그대로 누출되면서 공기압력이 떨어지고, 이를 공기압력센서(132)가 감지하여 이상 신호를 다관절 로봇(120)에 전송한다.

여기서 공기압력센서(132)는 이상 신호를 다관절 로봇(120)에 전송함과 동시에 스피커(133)를 통해 경고 알림을 발생시키며, 이에 작업자에게 이물질 제거 작업 중임을 확인시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화 시스템을 통한 자동화방법을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화방법은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 다관절 로봇(120)이 가공이 필요한 부품(10)을 파지한 다음 머시닝 센터(110)에 구비된 지그(111)에 안착시키는 부품 가공 준비단계; 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사된 공기의 압력 변화를 통해 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 이물질이 있는지 감지하는 이물질 감지 및 제거단계; 머시닝 센터(110)를 통해 지그(111)에 안착된 부품(10)을 가공하는 부품 가공단계; 및 머시닝 센터(110)에 의해 가공이 완료된 부품(10)을 다관절 로봇(120)이 파지한 다음 컨베이어(140)로 이송하는 부품 가공 완료단계를 포함한다.

부품 가공 준비단계는 다관절 로봇(120)에 장착된 부품이송용 그리퍼(121)를 통해 준비된 부품(10)을 파지하고, 머시닝센서(110)에 구비된 지그(111)에 안착시킨다. 이때 머시닝 센터(110)는 지그(111)에 안착된 부품(10)을 클램프(112)로 움직이지 않게 고정하며, 이에 부품(10)의 가공준비가 완료된다.

이물질 감지 및 제거단계는 공기분사부재(131)를 통해 공급된 공기를 지그(111)의 표면을 관통하여 부품(10)의 바닥면에 분사하고, 공기압력센서(132)는 공기분사부재(131)로부터 분사되는 공기의 압력을 측정한다. 이때, 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 이물질이 있을 경우 지그(111)와 부품(10)의 사이에 틈새가 형성되면서 공기가 그대로 누출되고, 압력이 떨어지며, 이를 공기압력센서(132)가 감지하여 이상신호를 다관절 로봇(120)에 전송한다.

다관절 로봇(120)은 공기분사장치(130)의 공기압력센서(132)로부터 이상신호가 전송되면, 부품이송용 그리퍼(121)로 지그(111)에 안착된 부품(10)을 파지한 다음 설정된 장소(미도시)로 이동시키고, 부품이송용 그리퍼(121)에서 공기분사용 그리퍼(122)로 교체장착한 후 공기분사용 그리퍼(122)로부터 분사되는 공기를 통해 머시닝 센터(110)의 지그(111)의 표면에 있는 이물질을 제거한다. 이때 공기분사용 그리퍼(122)는 10초 이상 30초 이하로 공기를 분사하여 지그(111)에 있는 이물질을 완벽하게 제거한다.

그리고 다관절 로봇(120)은 공기분사용 그리퍼(122)의 작동이 완료되면, 공기분사용 그리퍼(122)에서 부품이송용 그리퍼(121)로 교체 장착한 후 설정장소로 이송한 부품(10)을 지그(111)에 안착시키고, 다시 공기분사장치(130)를 이용하여 지그(111)와 부품(10)의 밀착면에 이물질이 있는지 다시 확인한다. 여기서 이물질이 없을 경우 머시닝 센터(110)를 통해 부품 가공을 실시하고, 혹시 이물질이 남아 있을 경우 전술한 바와 같이 다관절 로봇(120)을 이용하여 부품(10)을 다시 이동시켜서 지그(111)에 남아 있는 이물질을 제거한다.

부품 가공단계는 지그(111)와 부품(10) 사이에 이물질이 없거나 또는 이물질 제거가 완료되면, 머시닝 센터를 작동시켜서 지그(111)에 안착된 부품(10)을 가공한다.

부품 가공 완료단계는 머시닝 센터(110)에 의해 가공이 완료된 부품(10)을 다관절 로봇(120)이 파지한 다음 컨베이어로 이송한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 자동차 부품의 자동화방법은 부품을 이송하는 다관절 로봇을 활용하여 지그와 부품의 밀착면에 있는 이물질을 손쉽고 신속하게 제거할 수 있으며, 이에 작업의 연속성과 효율성을 높일 수 있고, 특히 별도의 장비 추가가 필요없어 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 머시닝센서
111: 지그
120: 다관절 로봇
121: 부품이송용 그리퍼
122: 공기분사용 그리퍼
130: 공기분사장치
131: 공기분사부재
132: 공기분사센서
140: 컨베이어
150: 이송라인

Claims

지그에 안착된 부품을 가공하는 머시닝 센터;
상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사한 공기 압력을 통해 이물질이 있는지 감지하는 공기분사장치, 및
상기 머시닝 센터의 지그에 부품을 안착시키는 한편, 가공된 부품을 컨베이어로 이송하는 다관절 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 분사한 공기압력이 떨어지면 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하고,
상기 다관절 로봇은 상기 지그에 안착된 부품을 설정된 장소로 이동시키는 한편, 공기분사용 그리퍼로 상기 지그의 표면에 공기를 분사하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그의 표면을 통해 상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하는 공기분사부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 공기분사부재를 통해 분사되는 공기의 압력을 측정하는 공기압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있으며, 이물질에 의해 형성된 상기 지그와 상기 부품 사이의 틈새로 공기분사부재로부터 분사된 공기가 누출되면서 공기압력이 떨어지고, 상기 공기압력센서가 이를 감지하여 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 공기압력센서는 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송함과 동시에 스피커를 통해 경고 알림을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 다관절 로봇은 부품 이송용 그리퍼로 상기 지그에 안착된 부품을 파지한 다음 설정된 장소로 이동시키고, 상기 부품 이송용 그리퍼에서 공기분사용 그리퍼로 교체장착한 후 상기 공기분사용 그리퍼를 통해 상기 머시닝 센터의 지그의 상면에 분사하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화시스템.
다관절 로봇이 가공이 필요한 부품을 파지한 다음 머시닝 센터에 구비된 지그에 안착시키는 부품 가공 준비단계;
상기 지그와 상기 부품의 밀착면에 공기를 분사하고, 분사된 공기의 압력 변화를 통해 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있는지 감지하는 이물질 감지 및 제거단계;
상기 머시닝 센터를 통해 상기 지그에 안착된 부품을 가공하는 부품 가공단계; 및
상기 머시닝 센터에 의해 가공이 완료된 부품을 다관절 로봇이 파지한 다음 컨베이어로 이송하는 부품 가공 완료단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.
청구항 8에 있어서,
상기 이물질 감지 및 제거단계는 공기분사장치를 통해 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있는지 감지하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.
청구항 9에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 분사한 공기압력이 떨어지면 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하고,
상기 다관절 로봇은 상기 지그에 안착된 부품을 설정된 장소로 이동시키는 한편, 공기분사용 그리퍼로 상기 지그의 표면에 공기를 분사하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.
청구항 9에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그의 표면을 통해 상기 지그와 부품의 밀착면에 공기를 분사하는 공기분사부재와, 상기 공기분사부재를 통해 분사되는 공기의 압력을 측정하는 공기압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.
청구항 11에 있어서,
상기 공기분사장치는 상기 지그와 부품의 밀착면에 이물질이 있으며, 이물질에 의해 형성된 상기 지그와 상기 부품 사이의 틈새로 공기분사부재로부터 분사된 공기가 누출되면서 공기압력이 떨어지고, 상기 공기압력센서가 이를 감지하여 이상 신호를 상기 다관절 로봇에 전송하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.
청구항 12에 있어서,
상기 다관절 로봇은 부품 이송용 그리퍼로 상기 지그에 안착된 부품을 파지한 다음 설정된 장소로 이동시키고, 상기 부품 이송용 그리퍼에서 공기분사용 그리퍼로 교체장착한 후 상기 공기분사용 그리퍼를 통해 상기 머시닝 센터의 지그의 상면에 분사하여 이물질을 제거하며, 상기 공기분사용 그리퍼에서 상기 부품 이송용 그리퍼로 교체장착한 후 부품을 다시 지그에 안착시키는 것을 특징으로 하는 자동차 부품의 자동화방법.